用于对移动电子器件进行再充电和消毒的车辆容器的制作方法

1.本发明总体上涉及机动车辆中的移动装置的无线再充电，并且更具体地涉及移动装置的同时充电和紫外线消毒。


背景技术：

2.移动装置(诸如蜂窝电话、手表和数码相机)通常采用必须周期性地再充电的可再充电电池。传统上，这些电子设备使用经由电线与充电器的物理连接进行充电。最近，无线充电装置(诸如感应充电器)已可用于对电池充电，而无需在移动电子装置与充电装置之间进行任何物理电线连接。可使用感应充电器，所述感应充电器通过使用感应线圈生成磁场，以便将电能从充电装置传输到电池上或移动装置中的接收器。为方便起见，已提议在车辆的驾驶舱内的各个位置(通常在驾驶员和其他乘客附近)使用感应充电器以允许容易地触及装置。
3.已定义了无线感应充电的行业标准，这导致无线充电器和使用它们的移动装置的可用性增加。例如，一种流行的无线充电解决方案被称为充电技术。当具有一个或多个接收线圈的移动装置被放置在支撑表面上时，支撑表面内或支撑表面下方的一个或多个传输线圈被通电。在运输车辆(诸如汽车或卡车)中，充电表面可设置在储存箱内(例如，在左前座椅与右前座椅之间的中央控制台中)。
4.使用移动装置的另一个方面涉及用户希望定期对他们的装置进行消毒(例如，杀菌)，以便减少可能导致疾病或传染的病原体的传播。例如，消毒解决方案包括杀菌湿巾/喷雾剂和抗菌皂。此类消毒产品的使用有时会增加到清洁用品短缺的程度，使得采购可能是一个挑战。期望提供一种可持续的解决方案，用于在车辆中对移动装置进行消毒。
5.紫外光照射是对表面进行消毒的替代过程。uv消毒剂不仅可在医院环境中找到，而且可在消费者应用(诸如hvac系统、真空吸尘器、空气净化器、便携式手持棒、净水器和手机壳消毒剂)中找到。在车辆的乘客舱中加入uv消毒剂会引发许多挑战。长时间uv光暴露可能会损坏大多数塑料、人体皮肤和眼睛，尤其是在杀菌通常需要的uv-c带宽内。因此，在车辆中使用uv消毒剂将需要封闭的隔室(例如，在中央储存控制台或杂物箱中)以在使用期间保护消费者。另外，这些隔室中的材料必须在车辆的使用寿命期间抵抗uv退化，以便防止机械和视觉退化。


技术实现要素：

6.在本发明的一个方面，提供了一种用于对具有感应电力接收器线圈的移动装置进行充电和消毒的车辆设备。所述设备包括储存箱，所述储存箱具有可移动的盖。所述设备的托盘适于接收所述移动装置的侧表面，使得所述侧表面的大部分通过间隙悬挂在所述托盘上。第一无线电力链路被配置为从所述托盘到所述电力接收器线圈对所述移动装置进行感应充电。多个紫外线发射器设置在所述储存箱内部的多个位置处，以在所述可移动的盖关闭时照亮所述移动装置的外部。所述紫外线发射器中的至少一些也被感应地供电。
7.除了如一些优选实施例中所示的手机之外，本发明还可应用于适于无线充电的任何移动装置，包括数码相机、补充电源组、手表、健身训练器、gps/导航单元、助听器或音乐播放器。
附图说明
8.图1是包括用于移动装置的感应充电表面的现有技术的中央控制台的透视图。
9.图2是示出了本发明的充电/消毒系统的示例的框图。
10.图3是描绘了适于放置在车辆的中央控制台中的呈插入式附件单元形式的充电/消毒设备的第一实施例的框图。
11.图4是描绘了集成在车辆的中央控制台内的充电/消毒设备的第二实施例的框图。
具体实施方式
12.图1示出了具有底座11和可移动的盖12的中央控制台10，所述可移动的盖在铰链上枢转以可选择地打开和关闭控制台10。当打开时，可触及包括感应充电区域14的搁架或托盘13。区域14可包括用于向用户识别其位置(例如，对比色、线条、符号或凹痕)或用于将移动单元保持在适当位置(例如，隆起、脊部或袋部，其与手机的尺寸范围相匹配)的各种特征。在与区域14并置的托盘13下方和/或嵌入所述托盘中的是电力发射器15，所述电力发射器经由车辆布线16接收电源电压。电力发射器15可包括根据已知感应充电协议(例如，充电)的一个或多个感应传输线圈。控制台10的内部还可包括有线电源插座(诸如usb端口17)，用于为带入控制台10中的装置供电。usb端口17经由车辆布线18接收电源电压。
13.通过将电力发射器15和区域14配置为适应各种移动装置，通过采用共同的感应充电协议(例如，)，以及通过经由usb提供有线充电源，车辆的用户能够在驾驶时为各种移动装置充电。此外，盖12可在移动装置驻留在托盘13上的情况下关闭，使得它们可在行驶期间安全地保持在封闭区域中。
14.本发明使得能够使用uv辐射(最优选地，uv-c辐射)同时对移动装置进行充电和消毒。在本发明的一些实施例中，正在充电和消毒的移动装置可在存放在充电器/消毒器中时使用/操作。例如，手机或其他无线装置可使用超宽带(uwb)或wifi链路链接到车辆电子器件。移动装置被覆盖，以便保护任何车辆乘员免于暴露于消毒紫外光。
15.图2示出了用于机动车辆(诸如汽车或卡车)的乘客舱中的车辆设备20。储存箱21(例如，中央控制台、杂物箱或其他容器)具有覆盖内部腔室的可移动的盖22，所述内部腔室具有用于接收移动装置24的容器23。容器23可包括托盘(例如，平坦的水平表面)或其他支撑表面，所述支撑表面被配置为使得移动装置24的面向容器23的底表面的大部分由小间隙隔开，所述小间隙使得uv光能够被引导至底表面。例如，突起(例如，凸起柱或凸块)的图案可从容器23的顶表面(例如，定位在移动装置的矩形底表面的四个拐角附近)向上延伸，其高度可形成间隙，所述间隙足够大以将uv光从uv发射器26分布到移动装置24周围，并且足够小以保持与以本领域已知的方式结合在容器23中或容器下方的电力传输线圈25的感应耦合。电池27或其他电源为配电系统28供电。电力调节器29将来自配电系统28的dc电压转换成用于驱动传输线圈25(例如，使用标准协议)的替代信号。
16.控制器30经由与uv-c led 26、电力调节器29和下面描述的其他部件(例如，传感器)的连接来管理充电器/消毒器的操作。控制器30还可使用收发器31a、wifi收发器31b和/或uwb收发器31c经由有线链路或经由无线链路与移动装置24通信。触摸屏显示器33耦合到控制器30，以用于提供用于控制和监测充电功能和消毒功能的人机界面。用于控制和监测操作的各种选项将包括在以下详细实施例中。
17.可使用适当的装置来获得同时充电和消毒功能，所述适当的装置要么设计到特定型号的车辆中(例如，工厂安装)，要么设计为被设计成与一个或多个预先存在的车辆对接(例如，通过添加售后单元)的插入件。例如，插入式车辆附件单元可被配置为放置到中央控制台或其他有盖的储存箱中。插入式单元增加了uv消毒功能以及无线充电功能，而无需修改现有的储存箱。所述单元可与车辆充电器标准兼容，并且可从储存箱中现有的感应充电垫或从车辆usb插头或12v电源适配器获得电力以操作uv led并对移动装置充电。
18.在一些实施例中，由于感测到顾客或箱盖的运动(例如，使用ir和/或电容传感器)，可停止uv照射。可能存在硬开/关切换器来启动充电(如果移动装置正在请求充电，则可立即开始)，但可能仅在接近传感器或运动传感器确定盖已关闭和/或顾客不在场(不在它们可能受到uv照射影响的位置)后，才会开始uv消毒。
19.uv发光二极管(led)可放置在悬挂的移动装置的上方和下方，以提供最大的电话覆盖范围，并为用户节省翻转装置以暴露另一侧的附加步骤。除了开/关控件之外，用户还可使用充电/消毒单元上的专用控件和/或指示器或使用车辆界面(例如，触摸屏)来选择消毒循环的持续时间或其他参数。显示的信息或反馈(例如，开/关、消毒循环中断或消毒循环完成)可用专用指示器或经由车辆界面提供。尤其是当被构造为插入式附件时，充电/消毒设备可包括收发器，使其能够与车辆配对(例如，ble配对)，以经由触摸屏进行扩展的hmi控制/反馈。
20.参考图3，插入式车辆附件40被配置为插入车辆中央控制台或储存箱41中，所述车辆中央控制台或储存箱具有可在打开位置与关闭位置之间移动的盖42。在该示例中，箱41结合有感应充电器43，所述感应充电器具有带嵌入式传输线圈45的充电底座43。底座43经由端子46接线到系统电源和接地以及多路复用总线(例如，can总线)以与一个或多个控制器和车辆hmi通信。
21.插入式附件单元40具有主体50，所述主体被配置为对接到储存箱41中。主体50具有用于从车辆接收电力的电力接收器。电力接收器可以是经由一个或多个电力接收线圈51的感应连接，所述一个或多个电力接收线圈包含在主体50中并且被配置为当附件单元40正确地对接在箱41中时与传输线圈45并置。主体50中的电力调节器70调节所接收的电力以操作附件单元40内的电子部件(例如，uv led)。电力调节器70还向次级传输线圈52供应感应充电信号(例如，信号)，以便将电力感应地传输到移动装置55或附接到移动装置55的套筒中的电力接收线圈57。主体50包括适于接收移动装置55的侧表面60(例如，底表面)的托盘表面53。托盘上表面53具有多个突起56(例如，凸起柱或凸块)的图案，使得底表面60的大部分通过间隙从托盘53悬挂。所述间隙足够小，使得用于对移动装置55进行感应充电的第一无线电力链路有效地操作以将能量从传输线圈52传输到电力接收器线圈57，并且还足够大以传送uv-c光以照射底表面60的大部分。如本文所用，表面60的大部分是指至少超过
一半的表面并且优选地多达98％或更多的表面被暴露(即，不与托盘53接触)。优选地，移动装置55具有上表面61和侧表面62和63，所述上表面和侧表面可被uv-c消毒光完全照射，因为它们不与其他表面接触。在使用(例如，ble)通信的实施例中，移动装置55包含ble收发器58。
22.对于紫外线消毒，主体50进一步支撑多个uv-c led 65、66、67和68，所述多个uv-c led设置在多个位置处，它们可从所述多个位置照射移动装置55的外部。主体50具有竖直翼部47和48，所述竖直翼部分别支撑多组uv-c led 65和66，以至少照射移动装置55的表面61、62和63。托盘53或设置低于底表面60的主体50的其他部分将led 67和68保持在将uv-c光引向表面60的取向上。例如，led 67和led 68可安装在凹部54中。在一些实施例中，led中的一个或多个可被uv透射材料覆盖或嵌入其中。托盘53内的led可散布有传输线圈52。
23.led 65、66、67和68从附件单元40内的主电力调节器70接收电力。优选地，当单元40对接在箱41内时，所述led经由与电力传输线圈45并置的电力接收线圈51形成的第二无线电力链路感应地供电(例如，最初旨在用于直接为移动电话充电的感应电力传输被用于为消毒led和控制电子器件供电，以及为放置在插入式附件单元的上部水平表面或托盘中的移动装置充电)。为了在储存箱中无感应充电器的车辆中使用，单元40可包括usb输入电路76，所述usb输入电路被配置为从结合有储存箱41的有线usb电源插座接收电力(例如，经由未示出的usb电缆)。
24.主体50还包含控制逻辑71，所述控制逻辑包括起动/停止电路72、计时器73和安全中断74，它们有助于确保led 65、66、67和68仅在用户请求时以及仅在可移动的盖42关闭时才被通电以产生uv光。逻辑电路71可被配置为经由可由ble收发器75提供的无线通信信道与车辆用户界面通信。可与用户界面交换各种命令和/或数据以管理移动装置的充电和消毒，以及提供对移动装置55的主要功能的无线访问(例如，蜂窝电话呼叫)。
25.主体50还包含手动开/关切换器77，用于控制充电功能和/或消毒功能而不依赖于车辆接口。耦合到控制逻辑71的传感器78确定可移动的盖42的打开状态或关闭状态。传感器78可为全罩式切换器，其与盖42机械地相互作用以在盖42完全关闭时改变切换器的状态。也可使用其他非接触式切换器，诸如加速度计或震动传感器。当检测到打开状态时，控制逻辑71中的安全中断电路74禁止uv led 65-68的致动。
26.作为备用安全措施，可感测用户(例如，手)与附件单元40的接近度(例如，指示盖42打开)。接近传感器可包括耦合到控制逻辑71的运动传感器79和/或ir传感器80。例如，当传感器79或80在附件单元40的预定接近度内检测到对象的侵入时，则控制逻辑71禁止消毒功能。
27.应注意，图3未按比例示出。为清楚起见，放大了附件单元40的竖直高度。例如，用于安装到中央控制台中的这种单元的实际高度可为约1.0至1.5英寸。
28.图4示出了替代实施例(同样放大了高度)，其中充电功能和消毒功能与储存箱81集成(例如，设计到储存箱中)。箱81包括底座82和通过铰链84附接到底座82的可移动的盖83。充电器/消毒器主体85设置在箱底座82的内腔室中并且提供托盘表面86以接收移动装置87。托盘表面86具有嵌入式垫88，所述嵌入式垫包含与感应电力传输(例如，qi兼容)线圈交错(例如，分散在感应电力传输线圈周围和感应电力传输线圈之间)的uv-c led。垫88中的uv-c led被配置为照射移动装置87的底表面(以及任选地一些侧表面)。为了照射移动装
置87的顶表面和侧表面，在可移动的盖中安装多个uv-c led89。为了避免将电源和/或控制线从底座82布设到盖83中的困难，将无线电力收集器90与led 89一起安装在盖83中。电力收集器90可包括一个或多个电力接收器线圈，所述一个或多个电力接收器线圈与垫88中的电力传输线圈并置，从而形成第二无线电力链路92，所述第二无线电力链路向led控制器91和安装在可移动的盖83中的uv-c led 89供应电力。链路92还将数据/命令耦合到led控制器91以确保紫外线照射仅在适当条件下发生。
29.充电器/消毒器主体85还包含用于管理充电功能和消毒功能的控制逻辑93，以及用于将来自车辆电力总线的dc电力转换为交流信号以驱动感应传输线圈的电力调节器94。控制逻辑71的功能类似于图3的实施例，并且可包括计时器95，以便提供定时的消毒循环。可利用开/关led指示器96和/或背光led显示器97向用户显示装置状态和相关信息(例如，开/关、消毒中断和消毒循环完成)。可使用传感器或一组传感器98(例如，ir和/或uv传感器)获得对盖83的打开/关闭状态和用户接近度的感测。操作设置(例如，在关闭盖/门时自动消毒)可使用车辆hmi(未示出)进行调整，或者显示器97可包括例如触摸屏输入。
30.led与垫88中的电力传输线圈交错有助于为led提供热缓解。上部铰链覆盖件83以均匀的位移安装led 89，以便有效地将足够的uv-c强度辐射到移动装置87的顶侧。垫88中散布的led实现了360
°
uv并且避免了翻转移动装置以获得全面的uv消毒效果的需要。盖83不需要任何外部布线或与车辆的物理电连接，从而增加了电气稳健性，减少/消除了布线的包装，并且避免了因盖83打开和关闭时的挠曲而导致的线束保修问题。
31.盖83与主体85之间的通信和uv协调也可经由无线通信(例如，ble收发器)来实现。盖安装式控制器91传达其状态(开/关)和位置(打开或关闭)。盖83可包括各种传感器(未示出)以确定其打开或关闭状态，诸如微开切换器、g-传感器、光传感器或用于测量链路92内的通信/电力的信号强度的电路。如果需要，可通过用放置在垫88中或垫周围的传感器测量可见光或uv光强度来检测移动装置87的存在。这种对象检测可用于使uv消毒自动化和/或节省led装置的寿命。
32.在一些实施例中，通过在储存箱81内提供命令/控制元件和用户状态指示器/显示器，充电/消毒设备可以是自足的。更优选地，所述设备可经由有线多路复用总线(例如，can总线)或无线通信链路(例如，ble、wifi)连接到车辆hmi(例如，触摸屏)。这增加了对用户的命令/控制和反馈的能力。
33.根据实施例，本发明的特征还在于：控制器，所述控制器由所述电力接收器所接收的电力供电，其中所述控制器管理所述移动装置的充电和消毒，并且其中所述控制器被配置为经由无线通信信道与车辆用户界面通信。
34.根据实施例，本发明的特征还在于：第一传感器，所述第一传感器设置在所述主体上并且耦合到所述控制器，其中所述第一传感器被配置为检测所述可移动的盖的打开状态或关闭状态；其中当检测到所述打开状态时，所述控制器禁止所述紫外线发射器的致动。
35.根据实施例，本发明的特征还在于：第二传感器，所述第二传感器耦合到所述控制器并且被配置为在所述附件单元的预定接近度内检测对象的侵入；其中当检测到所述对象的侵入时，所述控制器禁止所述紫外线发射器的致动。
36.根据实施例，所述移动装置包括移动电话。
37.根据实施例，所述紫外线发射器包括附连到所述主体的uvc led。